Question

碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。

（1）用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH₃）₂N－NH₂，氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式_____________________。

（2）298 K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH＝－a kJ·mol^－1 (a＞0) 。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时， N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题。

①298k时，该反应的平衡常数为___________。

②在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是

a．A、C两点的反应速率：A＞C

b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

c．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

d．由状态B到状态A，可以用加热的方法

③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO₂）=0.6 mol n（N₂O₄）=1.2mol，则此时V_（正）        V_（逆）（填“>”、“<”或“=”）。

（3）NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L^－1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol·L^－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点，

①水的电离程度最大的是__________；

②其溶液中c(OH^-)的数值最接近NH₃·H₂O的电离常数K数值的是          ；

③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_______ 。

Answer

（1）C2H8N2(l)＋2N2O4(l)＝2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH=－2550 kJ·mol－1

（2）①6.67 L ·mol－1 ②d ③＜

（3）①b ②d ③c(Na＋)＞c(SO42－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＝c(H＋)(2分)

【解析】

试题分析：（1）1 g液态偏二甲肼燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，1mol液态偏二甲肼完全燃烧释放的热量为42.5kJ×60＝2550 kJ，所以该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)＝2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2550 kJ·mol－1。

（2）①根据化学反应2NO2(g)N2O4(g)，由图像可知看出，平衡时c(N2O4)＝0.6mol/L，N2O4的浓度为NO2的2倍，则c(NO2 )＝0.3mol/L，则该反应的平衡常数为＝6.67。

②a．A、C两点的温度相同，C点的压强大，所以化学反应速率：A＜C，a错误；b．由图像可知，由B到C，NO2的体积分数增大，说明平衡逆向移动，n增大，根据M＝m/n，总质量不变，M减小，所以B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＞C，b错误；c．A、C两点温度相同，C点的压强大，体积小，气体的颜色深，所以A浅，C深，c错误；d．由状态B到状态A，NO2的体积分数增大，说明平衡逆向移动，该反应是放热反应，所以可以用加热的方法实现，d正确，答案选d。

③298k时，该反应的平衡常数为6.67,该反应为放热反应，在398K时，平衡常数小于6.67，某时刻测得n(NO2）＝0.6 mol n(N2O4）＝1.2mol，浓度熵Q＝＝6.67＞K，平衡逆向移动，则此时V（正）＜V（逆）。

（3）①酸和碱加入水中对水的电离起抑制作用，生成盐时，存在NH4+，NH4＋ 水解对水的电离起促进作用，加入100mLNaOH时正好生成正盐，水解程度最大是b点；

②根据NH3·H2ONH4＋ +OH－，K＝，若溶液中c(OH-)的数值最接近NH3·H2O的电离常数K，则c(NH4＋ )＝c(NH3·H2O)，即向100 mL 0.1 mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液150ml时，溶液中NH3·H2O和NH4＋ 的物质的量接近相等，答案选d。

③c点溶液呈中性，即溶液含有(NH4)2SO4 、Na2SO4 、NH3·H2O三种成分，b点时c(Na＋)＝c(SO42-),c点时c(Na＋) ＞c(SO42-)，根据N元素与S元素的关系，可以得出c(SO42－)＞c(NH4+)，所以在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na＋)＞c(SO42－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＝c(H＋)。

考点：考查热化学方程式的书写，化学平衡常数的计算，化学反应方向，水的电离与溶液的pH值等。